CN205249042U - 减小开关电源输入冲击电流的电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种减小开关电源输入冲击电流的电路，包括：电容C1的一端与开关电源的内部直流母线电压正极连接，电容C1另一端与电阻R1连接，电阻R1的另一端接地，电阻R1并联一MOS管Q1，MOS管Q1的漏极连接在电容C1和电阻R1的共同连接端，MOS管Q1的源极接地，MOS管Q1的栅极连接一MOS管驱动电路。本实用新型所述减小开关电源输入冲击电流的电路，通过在电容C1上串联一个MOS管Q1和电阻R1，再加入简单的驱动控制电路即实现了抑制开关电源输入冲击电流对电路损伤的目的，无需使用控制IC芯片，占用空间小，电路结构简单，电路功耗小，电路成本低。

Description

减小开关电源输入冲击电流的电路

技术领域

本实用新型涉及开关电源技术领域，尤其涉及一种减小开关电源输入冲击电流的电路。

背景技术

目前，减小开关电源输入冲击电流的方法有以下三种方法：

1.串联电阻法

如图1所示，在电路上串联合适功耗的电阻R可以抑制输入冲击电流，利用电阻特性，可以消耗过大的冲击电流所产生的功耗，从而限制冲击电流的大小。

但是，串联在电路上的电阻R必须能接受开机时的高电压和大电流，大额定电流的电阻在这种应用中比较合适，常用的为线绕电阻，但在高湿度的环境下则不要用线绕电阻，因线绕电阻在高湿度环境下，瞬态热应力和绕线的收缩会降低维护层的作用，会因湿气入侵而引起电阻损坏。同时串入电阻会加大开关电路的正常工作损耗，从而影响开关电源效率。

2.热敏电阻法

如图2所示，利用负温度系数热敏电阻NTC减小冲击电流，在开关电源第一次启动时，NTC阻值很大，可限制冲击电流，随着NTC的本身发热，其电阻值变小，使其在工作时的功耗减小。

但是，当第一次启动后，热敏电阻要过一会才抵达其工作状态电阻值，假如这时的输入电压在电源能够工作的最小值附近，刚启动时由于热敏电阻阻值还较大，它的压降较大，电源就可能工作在打嗝状态。另外，当开关电源关掉，热敏电阻需求一段冷却时间来将阻值升高到常温状态以备下一次启动，冷却时间依据器件、装置方式、环境温度的不同而不同，普通为一分钟。假如开关电源关掉后马上开启，热敏电阻还没有冷却，这时对冲击电流会失去限制作用，若开关电源连续开关，热敏电阻累积温度容易烧坏。并且当开关电源到达正常工作状态后，热敏电阻虽然随温度升高功耗减小，但是还是会有一定的损耗，而且在低温环境下，损耗还会加大。

3.有源冲击电流限制法，也即电流继电器法

如图3所示，通过使用电流继电器实现延时开通与自动控制功能，使开关电源开通瞬间先通过电阻限制冲击电流，待电流达到一定值，电流继电器吸合，电流通过继电器直接传递，电阻相当于短路，不再工作产生功耗。继电器需要设置一个控制电路来控制继电器的开通与关断，所以需另加如图4所示的控制电路。

但是，有源冲击电流限制法也具有如下缺点：

a.电路较为复杂，因为继电器需要达到一定的电流才能使内部磁性元件吸合，所以需要设置控制电路来控制继电器的关断，因此需要外加一个控制电路来实现控制。

b.占用空间大，继电器本身体积较大，而且需要另外增加控制电路，所以在体积小的开关电源中应用不方便。

c.成本高，继电器在正常工作时，会有较大的电流通过，所以规格要求较高，成本也比较高。

实用新型内容

为此，本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种减小开关电源输入冲击电流的电路，以有效抑制开关电源输入的冲击电流，电路结构简单，电路功耗小，成本低。

于是，本实用新型提供了一种减小开关电源输入冲击电流的电路，其电容C1的一端与开关电源的内部直流母线电压正极连接，电容C1另一端与电阻R1连接，电阻R1的另一端接地，电阻R1并联一MOS管Q1，MOS管Q1的漏极连接在电容C1和电阻R1的共同连接端，MOS管Q1的源极接地，MOS管Q1的栅极连接一MOS管驱动电路。

其中，所述MOS管驱动电路的结构为：电阻R2的一端与开关电源电路的输出正极连接，电阻R2的另一端与电阻R3连接，电阻R3的另一端接地，电阻R2和电阻R3的共同连接端与MOS管Q1的栅极连接，电阻R3还分别并联有稳压二极管D1和电容C1，稳压二极管D1的正极与电阻R2和电阻R3的共同连接端连接，稳压二极管D1的负极接地。

本实用新型所述减小开关电源输入冲击电流的电路，通过在电容C1上串联一个MOS管Q1和电阻R1，再加入简单的驱动控制电路即实现了抑制开关电源输入冲击电流对电路损伤的目的，无需使用控制IC芯片，占用空间小，电路结构简单，电路功耗小，电路成本低。

附图说明

图1为现有技术中通过串联电阻实行减小开关电源输入冲击电流的电路结构示意图；

图2为现有技术中通过热敏电阻实行减小开关电源输入冲击电流的电路结构示意图；

图3为现有技术中通过有源冲击电流限制法实行减小开关电源输入冲击电流的电路结构示意图；

图4为图3所需基准电路的电路图；

图5为本实用新型实施例所述减小开关电源输入冲击电流的电路图；

图6为使用本发明电路和未使用本发明电路时输入电流的对比图。

具体实施方式

下面，结合附图对本实用新型进行详细描述。

如图5所示，本实施例提供了一种减小开关电源输入冲击电流的电路，包括：电容C1的一端与开关电源的内部直流母线电压正极连接，电容C1另一端与电阻R1连接，电阻R1的另一端接地，电阻R1并联一MOS管Q1，MOS管Q1的漏极连接在电容C1和电阻R1的共同连接端，MOS管Q1的源极接地，MOS管Q1的栅极连接一MOS管驱动电路。

其中，所述MOS管驱动电路包括：电阻R2的一端与开关电源电路中输出正极连接，电阻R2的另一端与电阻R3连接，电阻R3的另一端接地，电阻R2和电阻R3的共同连接端与MOS管Q1的栅极连接，电阻R3还分别并联有稳压二极管D1和电容C1，稳压二极管D1的正极与电阻R2和电阻R3的共同连接端，稳压二极管D1的负极接地。

本实施例所述电路，主要通过使用电阻R1进行限流动作，抑制在开关电源开通瞬间过大的输入冲击电流；当MOS管Q1导通后，电阻R1视作短路，电阻R1不再工作产生功耗。MOS管驱动电路在开关电路开通瞬间，MOS管Q1为关断状态，电容C1与电阻R1形成回路电压施加在其两端，通过选用合适阻值R1的电阻用以限制输入冲击电流的大小，直至MOS管开通，电阻R1只工作很短的时间，所以产生的功耗十分小。MOS管驱动电路中两电阻R2和R3起分压作用，当电压到达一定值时MOS管Q1导通，待MOS管Q1导通之后，电路进入正常工作状态，电阻R1不再工作产生功耗。稳压二极管D1在作用是为了在不同输入电压下，MOS管Q1任然能够正常导通。并联电容C2的作用是为了形成一个充电延时，使电源接通时，MOS管Q1延时导通。

当直流电路电压输入进来时，MOS管Q1未导通，电容C1与电阻R1串联形成回路，开通瞬间会产生冲击电流，但是通过串联电阻R1的抑制会使冲击电流的幅值小很多，通过选取合适的阻值来满足规格要求。MOS管Q1导通后，串联在电容C1上的电阻R1不再工作产生功耗。

因此，由于电容C1在瞬态时可以看成是短路的，当开关电源上电时，会产生很大的冲击电流，冲击电流的幅度要比稳态工作电流大很多，如对冲击电流不加以限制，不但会烧毁接插件，还会由于共同输入阻抗而干扰附近的电器设备。本实施例在电容C1旁串联一个MOS管Q1，在开通瞬间MOS管Q1并没有导通时，此时电容C1上施加电压，通过串联的电阻R1起到电流的作用，所以不会产生较大的电流。上电后，MOS管Q1栅极电压上升，当栅极电压Vgs高到一定程度后，MOS管Q1导通，电流通过MOS管Q1传递，串联在电容C1上电阻R1视作短路，不会产生功耗，如图6所示，Vgs（th）为MOS管Q1开通电压，稳定工作时电压略高于开通电压。

本实施例所述电路，只需在电容C1上串联一个MOS管Q1和电阻R1，再加入简单的驱动控制电路即可实现，无需控制IC芯片，占用空间小，电路结构简单。

本实施例所述电路，成功抑制了开关电源输入冲击电流，防止了开关电源中器件因冲击电流过大而造成损坏，同时避免了由于共同输入阻抗而干扰附近的电器设备。电路简单，节约了空间与成本，为开关电源的设计带来便利。本实施例所述电路，运用了电阻与电容串联特性抑制冲击电流的原理及MOS管延时开通使串联电阻短路减小功耗的原理。

综上所述，本实施例所述减小开关电源输入冲击电流的电路，通过在电容C1上串联一个MOS管Q1和电阻R1，再加入简单的驱动控制电路即实现了避免开关电源输入冲击电流对电路损伤的目的，无需使用控制IC芯片，占用空间小，电路结构简单，电路功耗小，电路成本低。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种减小开关电源输入冲击电流的电路，其特征在于，电容C1的一端与开关电源的内部直流母线电压正极连接，电容C1另一端与电阻R1连接，电阻R1的另一端接地，电阻R1并联一MOS管Q1，MOS管Q1的漏极连接在电容C1和电阻R1的共同连接端，MOS管Q1的源极接地，MOS管Q1的栅极连接一MOS管驱动电路。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述MOS管驱动电路的结构为：电阻R2的一端与开关电源电路的输出正极连接，电阻R2的另一端与电阻R3连接，电阻R3的另一端接地，电阻R2和电阻R3的共同连接端与MOS管Q1的栅极连接，电阻R3还分别并联有稳压二极管D1和电容C1，稳压二极管D1的正极与电阻R2和电阻R3的共同连接端连接，稳压二极管D1的负极接地。